CN110466477A - 一种汽车侧车窗雨刮器机构及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种汽车侧车窗雨刮器机构，包括车门内板和车门外饰板，所述车门内板和车门外饰板之间设有侧车窗玻璃和旋转伸缩部件，所述车门外饰板设有横向的盖板，所述盖板的一侧与所述车门外饰板可转动连接，所述旋转伸缩部件的固定端与所述车门内板固定连接，所述旋转伸缩部件的旋转伸缩端连接有雨刷臂，所述雨刷臂上连接有雨刷片，所述旋转伸缩部件的旋转伸缩端伸长时将所述雨刷臂和雨刷片由所述盖板翻折后在所述车门外饰板形成的开口处推出。本发明减小视线障碍和对气动结构破坏，避免雨雪天气使侧车窗的视线被阻挡发生交通事故，提高行车安全性。

Description

一种汽车侧车窗雨刮器机构及其控制方法
技术领域
本发明涉及一种雨刮器机构及其控制方法，特别是涉及一种汽车侧车窗雨刮器机构及其控制方法。
背景技术
一般汽车前方挡风玻璃上设有前玻璃雨刮器。在雨雪天气时，驾驶员开启前玻璃雨刮器可以擦除玻璃上的雨雪以确保前方视线清晰。但侧车窗玻璃受到雨雪的阻挡往往被汽车制造商忽略。在雨雪天气汽车需要变道或由支路汇入主路过程中，侧车窗玻璃受雨雪的阻挡常常会影响驾驶员观察后视镜中侧后方车流情况，由此引发严重的交通安全事故。现有的侧窗雨刷机构普遍采用在A柱与侧窗间的三角位置设置电机以驱动雨刷的运动，这种结构容易在三角区域形成对反光镜的遮蔽，影响驾驶员观察反光镜，或者形成更大的A柱盲区，依然可能影响行车安全。另外侧窗雨刷与前挡雨刷一样直接裸露在侧方，将影响车身侧面的气动结构，容易产生异响。
发明内容
针对上述现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种汽车侧车窗雨刮器机构，以避免雨雪天气侧车窗的视线被阻挡发生交通事故，并采用可收纳的结构减小视线障碍和对气动结构破坏。本发明的另一个目的是提供一种汽车侧车窗雨刮器机构的控制方法。
本发明的技术方案是这样的：一种汽车侧车窗雨刮器机构，包括车门内板和车门外饰板，所述车门内板和车门外饰板之间设有侧车窗玻璃和旋转伸缩部件，所述车门外饰板设有横向的盖板，所述盖板的一侧与所述车门外饰板可转动连接，所述旋转伸缩部件的固定端与所述车门内板固定连接，所述旋转伸缩部件的旋转伸缩端连接有雨刷臂，所述雨刷臂上连接有雨刷片，所述旋转伸缩部件的旋转伸缩端伸长时将所述雨刷臂和雨刷片由所述盖板翻折后在所述车门外饰板形成的开口处推出。
进一步地，所述旋转伸缩部件包括旋转步进电机、主液压伸缩段和辅液压伸缩段，所述主液压伸缩段的固定端与所述旋转步进电机的转轴连接，所述主液压伸缩段的固定端与所述主液压伸缩段的伸缩端之间设有主复位弹簧，所述辅液压伸缩段的固定端与所述主液压伸缩段的伸缩端固定连接，所述辅液压伸缩段的固定端与所述辅液压伸缩段的伸缩端之间设有辅复位弹簧，所述雨刷臂连接于所述辅液压伸缩段的伸缩端。
进一步地，包括液压油箱和压力油泵，所述压力油泵与所述液压油箱通过管路连接，所述压力油泵向所述主液压伸缩段和所述辅液压伸缩段泵入高压油，所述主液压伸缩段和所述辅液压伸缩段的高压油泄压回流至所述液压油箱。
进一步地，为了简化液压回路及控制过程，包括旋转换向阀，所述旋转换向阀包括柱腔阀套和阀芯，所述阀芯可转动地设置于所述柱腔阀套内，所述阀芯设有与所述柱腔阀套的内壁密封配合的第一隔板、第二隔板和第三隔板，所述第一隔板、第二隔板和第三隔板将所述柱腔阀套的内腔依次分隔为第一油腔、第二油腔、第三油腔和第四油腔，所述第一油腔与所述液压油箱连通，所述第二油腔通过所述柱腔阀套的第一出油口与所述辅液压伸缩段连通，所述第三油腔通过所述柱腔阀套的第二出油口与所述主液压伸缩段连通，所述第四油腔与所述压力油泵连通，所述第一隔板设有第一泄油口，所述第二隔板设有第二泄油口及第一泵油口，所述第三隔板设有第二泵油口，所述第二油腔设有第一隔离瓣，所述第一隔离瓣的两端分别与所述第一隔板和第二隔板固定连接，所述第一隔离瓣将所述第二油腔分隔为第一分隔腔和第二分隔腔，所述第三油腔设有第二隔离瓣，所述第二隔离瓣的两端分别与所述第二隔板和第三隔板固定连接，所述第二隔离瓣将所述第三油腔分隔为第三分隔腔和第四分隔腔，所述第一泄油口和第二泄油口连通所述第一油腔、第一分隔腔及第三分隔腔，所述第一泵油口和第二泵油口连通所述第二分隔腔、第四分隔腔及第四油腔，所述阀芯转动时使所述第一出油口及第二出油口均与所述第四油腔连通或者所述第一出油口及第二出油口均与所述第一油腔连通或者所述第一出油口与所述第一油腔连通且所述第二出油口与所述第四油腔连通。
进一步地，所述第一泄油口与第二泄油口位置相对应，所述第一泵油口与第二泵油口位置相对应。
进一步地，所述第一隔离瓣和第二分隔瓣均为折角板，所述第一隔离瓣和第二分隔瓣为轴向投影交错设置。
进一步地，所述雨刷臂与所述旋转伸缩部件的旋转伸缩端之间设有张紧弹簧，所述张紧弹簧拉伸时产生的弹力使所述雨刷臂受到向所述车门内板方向靠拢的拉力。
一种汽车侧车窗雨刮器机构的控制方法，所述控制方法基于汽车侧车窗雨刮器机构运行，包括运行雨刮器时控制所述盖板翻开，由所述旋转伸缩部件将所述雨刷臂和雨刷片从所述车门外饰板形成的开口推出并转动一角度后，控制所述盖板闭合所述车门外饰板形成的开口，所述旋转伸缩部件使所述雨刷臂和雨刷片缩回一距离后摆动；关闭雨刮器时所述旋转伸缩部件使所述雨刷臂和雨刷片停止摆动并伸出一距离，控制所述盖板翻开，由所述旋转伸缩部件将所述雨刷臂和雨刷片转动一角度后从所述车门外饰板形成的开口缩回，控制所述盖板闭合所述车门外饰板形成的开口。
进一步地，一种汽车侧车窗雨刮器机构的控制方法，所述控制方法基于汽车侧车窗雨刮器机构运行，运行雨刮器时控制所述盖板翻开，所述压力油泵动作，所述阀芯转动使所述第一出油口及第二出油口均与所述第四油腔连通，所述旋转步进电机转动一角度后控制所述盖板闭合所述车门外饰板形成的开口，所述阀芯转动使所述第一出油口与所述第一油腔连通且所述第二出油口与所述第四油腔连通，所述旋转步进电机使所述雨刷臂和雨刷片摆动；关闭雨刮器时所述旋转步进电机使所述雨刷臂和雨刷片停止摆动，所述阀芯转动使所述第一出油口及第二出油口均与所述第四油腔连通，控制所述盖板翻开，所述旋转步进电机使所述雨刷臂和雨刷片转动一角度后对准所述车门外饰板形成的开口，所述阀芯转动使所述第一出油口及第二出油口均与所述第一油腔连通，控制所述盖板闭合所述车门外饰板形成的开口。
本发明所提供的技术方案的优点在于，采用旋转伸缩部件配合车门外饰板的盖板，使汽车侧车窗雨刮器机构在不使用时可隐藏于车门内，驱动部件设置在门板位置，减小对视线的阻挡以及对气动结构的破坏，运行汽车侧车窗雨刮器又可使雨刷片贴合玻璃，保证干净地擦除水滴，避免雨雪天气使侧车窗的视线被阻挡发生交通事故，提高行车安全性。采用旋转换向阀以单一阀体控制主液压伸缩段和辅液压伸缩段的伸缩状态组合，仅采用四条管路即可构成液压控制油路，油路结构简单，便于维护，控制方式简化，不易出错。
附图说明
图1为汽车侧车窗雨刮器机构结构示意图。
图2为图1的A向示意图。
图3为旋转伸缩部件结构示意图。
图4为图3的阀结构A-A向剖视图。
图5为图3的阀结构B-B向剖视图。
图6为图3的阀结构C-C向剖视图。
图7为图3的阀结构D-D向剖面图。
具体实施方法
下面结合实施例对本发明作进一步说明，但不作为对本发明的限定。
请结合图1、图2所示，本发明实施例涉及的汽车侧车窗雨刮器机构，包括车门内板4和车门外饰板9，车门内板4和车门外饰板9之间设有侧车窗玻璃1和旋转伸缩部件101，旋转伸缩部件101的固定端与车门内板4固定连接并靠近B柱的位置，旋转伸缩部件101的旋转伸缩端连接有雨刷臂6，雨刷臂6上连接有雨刷片5。车门外饰板9在旋转伸缩部件101的位置可以形成缺口以避免阻碍旋转伸缩部件101的活动。汽车侧车窗雨刮器机构在非工作状态时，雨刷臂6及雨刷片5均隐藏于车门内。车门外饰板9设有横向的盖板7，盖板7的一侧与车门外饰板9可转动连接，盖板7可由翻盖步进电机3驱动实现翻折，以在车门外饰板9形成开口或者闭合该开口。汽车侧车窗雨刮器机构还包括玻璃升降状态传感器12、控制器MCU 11以及侧车窗雨刮器按钮10。玻璃升降状态传感器12和侧车窗雨刮器按钮10均和控制器MCU11连接，玻璃升降状态传感器12用于感知侧车窗玻璃1处于升起或降下状态，侧车窗雨刮器按钮10用于启动或停止汽车侧车窗雨刮器机构。
请结合图3至图7所示，旋转伸缩部件101包括旋转步进电机13、主液压伸缩段14和辅液压伸缩段15，主液压伸缩段14和辅液压伸缩段15都是多级的液压伸缩结构。主液压伸缩段14的固定端与旋转步进电机13的转轴连接，主液压伸缩段14的固定端设置主拉杆16，主液压伸缩段14的伸缩端设置隔板17，隔板17与主拉杆16之间设有主复位弹簧18。辅液压伸缩段15的固定端与主液压伸缩段14的伸缩端固定连接，辅液压伸缩段15的伸缩端设置辅拉杆19，隔板17与辅拉杆19之间设有辅复位弹簧20。当高压油泵入主液压伸缩段14和辅液压伸缩段15时两者伸长，而停止泵入高压油，并连通液压油箱21时，在主复位弹簧18和辅复位弹簧20的作用下主液压伸缩段14和辅液压伸缩段15将缩回。雨刷臂6连接于辅液压伸缩段15的伸缩端，雨刷臂6与辅液压伸缩段15的伸缩端之间设有张紧弹簧8，张紧弹簧8拉伸时产生的弹力使雨刷臂6受到向车门内板4方向靠拢的拉力。
汽车侧车窗雨刮器机构还设置有液压油箱21、压力油泵22和旋转换向阀，压力油泵22与液压油箱21通过管路连接。旋转换向阀包括柱腔阀套23和阀芯24，柱腔阀套23为中空圆柱，阀芯24可转动地设置于柱腔阀套23内，柱腔阀套23的外部的一端设置档位步进电机25，档位步进电机25的转轴与阀芯24连接驱动阀芯24在柱腔阀套23内转动。阀芯24设有与柱腔阀套23的内壁密封配合的第一隔板26、第二隔板27和第三隔板28，第一隔板26、第二隔板27和第三隔板28将柱腔阀套23的内腔依次分隔为第一油腔29、第二油腔30、第三油腔31和第四油腔32。第一油腔29与液压油箱21连通，第二油腔30通过柱腔阀套23的第一出油口33与辅液压伸缩段15连通，第三油腔31通过柱腔阀套23的第二出油口34与主液压伸缩段14连通，压力油泵22连接单向阀41后与第四油腔32连通。
第一隔板26设有第一泄油口35，第二隔板27设有第二泄油口36及第一泵油口37，第三隔板28设有第二泵油口38，第一泄油口35与第二泄油口36位置相对应，第一泵油口37与第二泵油口38位置相对应。第二油腔30设有第一隔离瓣39，第一隔离瓣39为120°的折角板，其两端分别与第一隔板26和第二隔板27固定连接。第一隔离瓣39将第二油腔30分隔为第一分隔腔30a和第二分隔腔30b。第三油腔31设有第二隔离瓣40，第二隔离瓣40为120°的折角板，其两端分别与第二隔板27和第三隔板28固定连接。第一隔离瓣39和第二隔离瓣40为轴向投影交错120°设置。第二隔离瓣40将第三油腔31分隔为第三分隔腔31a和第四分隔腔31b。第一泄油口35和第二泄油口36连通第一油腔29、第一分隔腔30a及第三分隔腔31a，第一泵油口37和第二泵油口38连通第二分隔腔30b、第四分隔腔31b及第四油腔32。阀芯24转动时使第一出油口33及第二出油口34均与第四油腔32连通或者第一出油口33及第二出油口34均与第一油腔29连通或者第一出油口33与第一油腔29连通且第二出油口34与第四油腔32连通。
汽车侧车窗雨刮器机构的控制方法是这样的：
使用侧窗雨刮器时，驾驶员按下侧车窗雨刮器按钮10，若玻璃升降状态传感器12检测到侧车窗玻璃1处于未完全升起状态，则控制器MCU 11不发出任何指令。由于此时有玻璃挡住，侧雨刮机构无法伸出；即使该雨刮机构能伸出，雨刮的回弹也易伤害车内乘员。若玻璃升降状态传感器12检测到侧车窗玻璃1处于完全升起状态，则控制器MCU 11向翻盖步进电机3发出开启指令，盖板7向外翻转90°，盖板7完全打开。
初始状态时，第一出油口33及第二出油口34连通第一分隔腔30a及第三分隔腔31a，通过第一泄油口35和第二泄油口36连通第一油腔29。控制器MCU 11向档位步进电机25发出旋转指令，阀芯24先顺时针旋转120°。此时，第一出油口33及第二出油口34连通第二分隔腔30b及第四分隔腔31b，通过第一泵油口37和第二泵油口38连通第四油腔32。控制器MCU11命令压力油泵22工作，压力油泵22经过油管、单向阀41和位于第四油腔32的进油口42向第四油腔32输入高压油液直至达到P1压力。第二分隔腔30b、第四分隔腔31b和第四油腔32处于高压状态，第一分隔腔30a、第三分隔腔31a以及第一油腔29经过泄油口43和油管连接液压油箱21而处于低压状态。高压油由第二分隔腔30b经过第一出油口33进入辅液压伸缩段15内，由第四分隔腔31b经过第二出油口34进入主液压伸缩段14内，主液压伸缩段14和辅液压伸缩段15都伸长，雨刮机构整体伸出。
然后控制器MCU 11再向旋转步进电机13发出旋转初始化命令，雨刷臂6开始顺时针转动，转动到下限角位置I。控制器MCU 11向翻盖步进电机3发出关闭指令，盖板7反向翻转90°，盖板7关闭。控制器MCU 11再向档位步进电机25发出旋转指令，阀芯24顺时针旋转120°。此时，第二出油口34仍连通第四分隔腔31b，通过第二泵油口38连通第四油腔32，处于高压状态，而第一出油口33连通第一分隔腔30a，通过第一泄油口35连通第一油腔29，处于低压状态。辅复位弹簧20使辅液压伸缩段15缩回，其内的液压油回流至液压油箱21。雨刷片5在张紧弹簧8的拉紧作用下紧贴在侧车窗玻璃1上。
控制器MCU 11向旋转步进电机13发出旋转指令，雨刷臂6不停地在下限角位置I和上限角位置II之间来回摆动，刮下侧车窗玻璃1上的雨雪，便于驾驶员观看后视镜2中侧后方的车流情况。盖板7处于关闭状态能减小汽车的风阻系数并保持外形美观。
停止使用侧窗雨刮器时，驾驶员再次按下侧车窗雨刮器按钮10，控制器MCU 11向旋转步进电机13发出停止旋转指令，雨刷臂6停止摆动，同时控制器MCU 11向翻盖步进电机3发出开启指令，盖板7向外翻转90°，盖板7处于开启状态。
控制器MCU 11给档位步进电机25发出逆时针旋转120°指令，控制器MCU 11命令压力油泵22工作，第一出油口33及第二出油口34连通第二分隔腔30b及第四分隔腔31b，通过第一泵油口37和第二泵油口38连通第四油腔32。第二分隔腔30b、第四分隔腔31b和第四油腔32处于高压状态，第一分隔腔30a、第三分隔腔31a以及第一油腔29经过泄油口和油管连接液压油箱21而处于低压状态。辅液压伸缩段15伸长。控制器MCU 11向旋转步进电机13发出旋转复位指令，雨刷臂6转动到水平端线位置。
控制器MCU 11再向档位步进电机25发出逆时针旋转120°指令，并命令压力油泵22停止工作。第一出油口33及第二出油口34连通第一分隔腔30a及第三分隔腔31a，通过第一泄油口35和第二泄油口36连通第一油腔29。进而通过第一油腔29的泄油口43连通液压油箱21。第一分隔腔30a及第三分隔腔31a及第一油腔29处于低压状态。主复位弹簧18和辅复位弹簧20使主液压伸缩段14和辅液压伸缩段15缩回，雨刮机构整体缩回。
控制器MCU 11向翻盖步进电机3发出闭合指令，盖板7反向翻转90°，盖板7完全关闭，雨刮机构整体处于收纳状态。盖板7处于关闭状态能减小汽车风阻系数并保持汽车外形美观。

Claims (9)

1.一种汽车侧车窗雨刮器机构，其特征在于，包括车门内板和车门外饰板，所述车门内板和车门外饰板之间设有侧车窗玻璃和旋转伸缩部件，所述车门外饰板设有横向的盖板，所述盖板的一侧与所述车门外饰板可转动连接，所述旋转伸缩部件的固定端与所述车门内板固定连接，所述旋转伸缩部件的旋转伸缩端连接有雨刷臂，所述雨刷臂上连接有雨刷片，所述旋转伸缩部件的旋转伸缩端伸长时将所述雨刷臂和雨刷片由所述盖板翻折后在所述车门外饰板形成的开口处推出。
2.根据权利要求1所述的汽车侧车窗雨刮器机构，其特征在于，所述旋转伸缩部件包括旋转步进电机、主液压伸缩段和辅液压伸缩段，所述主液压伸缩段的固定端与所述旋转步进电机的转轴连接，所述主液压伸缩段的固定端与所述主液压伸缩段的伸缩端之间设有主复位弹簧，所述辅液压伸缩段的固定端与所述主液压伸缩段的伸缩端固定连接，所述辅液压伸缩段的固定端与所述辅液压伸缩段的伸缩端之间设有辅复位弹簧，所述雨刷臂连接于所述辅液压伸缩段的伸缩端。
3.根据权利要求2所述的汽车侧车窗雨刮器机构，其特征在于，包括液压油箱和压力油泵，所述压力油泵与所述液压油箱通过管路连接，所述压力油泵向所述主液压伸缩段和所述辅液压伸缩段泵入高压油，所述主液压伸缩段和所述辅液压伸缩段的高压油泄压回流至所述液压油箱。
4.根据权利要求3所述的汽车侧车窗雨刮器机构，其特征在于，包括旋转换向阀，所述旋转换向阀包括柱腔阀套和阀芯，所述阀芯可转动地设置于所述柱腔阀套内，所述阀芯设有与所述柱腔阀套的内壁密封配合的第一隔板、第二隔板和第三隔板，所述第一隔板、第二隔板和第三隔板将所述柱腔阀套的内腔依次分隔为第一油腔、第二油腔、第三油腔和第四油腔，所述第一油腔与所述液压油箱连通，所述第二油腔通过所述柱腔阀套的第一出油口与所述辅液压伸缩段连通，所述第三油腔通过所述柱腔阀套的第二出油口与所述主液压伸缩段连通，所述第四油腔与所述压力油泵连通，所述第一隔板设有第一泄油口，所述第二隔板设有第二泄油口及第一泵油口，所述第三隔板设有第二泵油口，所述第二油腔设有第一隔离瓣，所述第一隔离瓣的两端分别与所述第一隔板和第二隔板固定连接，所述第一隔离瓣将所述第二油腔分隔为第一分隔腔和第二分隔腔，所述第三油腔设有第二隔离瓣，所述第二隔离瓣的两端分别与所述第二隔板和第三隔板固定连接，所述第二隔离瓣将所述第三油腔分隔为第三分隔腔和第四分隔腔，所述第一泄油口和第二泄油口连通所述第一油腔、第一分隔腔及第三分隔腔，所述第一泵油口和第二泵油口连通所述第二分隔腔、第四分隔腔及第四油腔，所述阀芯转动时使所述第一出油口及第二出油口均与所述第四油腔连通或者所述第一出油口及第二出油口均与所述第一油腔连通或者所述第一出油口与所述述第一油腔连通且所述第二出油口与所述第四油腔连通。
5.根据权利要求4所述的汽车侧车窗雨刮器机构，其特征在于，所述第一泄油口与第二泄油口位置相对应，所述第一泵油口与第二泵油口位置相对应。
6.根据权利要求4所述的汽车侧车窗雨刮器机构，其特征在于，所述第一隔离瓣和第二分隔瓣均为折角板，所述第一隔离瓣和第二分隔瓣为轴向投影交错设置。
7.根据权利要求1所述的汽车侧车窗雨刮器机构，其特征在于，所述雨刷臂与所述旋转伸缩部件的旋转伸缩端之间设有张紧弹簧，所述张紧弹簧拉伸时产生的弹力使所述雨刷臂受到向所述车门内板方向靠拢的拉力。
8.一种汽车侧车窗雨刮器机构的控制方法，其特征在于，所述控制方法基于权利要求1所述的汽车侧车窗雨刮器机构运行，包括运行雨刮器时控制所述盖板翻开，由所述旋转伸缩部件将所述雨刷臂和雨刷片从所述车门外饰板形成的开口推出并转动一角度后，控制所述盖板闭合所述车门外饰板形成的开口，所述旋转伸缩部件使所述雨刷臂和雨刷片缩回一距离后摆动；关闭雨刮器时所述旋转伸缩部件使所述雨刷臂和雨刷片停止摆动并伸出一距离，控制所述盖板翻开，由所述旋转伸缩部件将所述雨刷臂和雨刷片转动一角度后从所述车门外饰板形成的开口缩回，控制所述盖板闭合所述车门外饰板形成的开口。
9.一种汽车侧车窗雨刮器机构的控制方法，其特征在于，所述控制方法基于权利要求4所述的汽车侧车窗雨刮器机构运行，运行雨刮器时控制所述盖板翻开，所述压力油泵动作，所述阀芯转动使所述第一出油口及第二出油口均与所述第四油腔连通，所述旋转步进电机转动一角度后控制所述盖板闭合所述车门外饰板形成的开口，所述阀芯转动使所述第一出油口与所述第一油腔连通且所述第二出油口与所述第四油腔连通，所述旋转步进电机使所述雨刷臂和雨刷片摆动；关闭雨刮器时所述旋转步进电机使所述雨刷臂和雨刷片停止摆动，所述阀芯转动使所述第一出油口及第二出油口均与所述第四油腔连通，控制所述盖板翻开，所述旋转步进电机使所述雨刷臂和雨刷片转动一角度后对准所述车门外饰板形成的开口，所述阀芯转动使所述第一出油口及第二出油口均与所述第一油腔连通，控制所述盖板闭合所述车门外饰板形成的开口。
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